JP7286660B2 - High voltage power system - Google Patents

High voltage power system Download PDF

Info

Publication number
JP7286660B2
JP7286660B2 JP2020540847A JP2020540847A JP7286660B2 JP 7286660 B2 JP7286660 B2 JP 7286660B2 JP 2020540847 A JP2020540847 A JP 2020540847A JP 2020540847 A JP2020540847 A JP 2020540847A JP 7286660 B2 JP7286660 B2 JP 7286660B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
high voltage
circuit
voltage
supply
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020540847A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020536737A (en
Inventor
ウォールグレン、ベルント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraftpowercon Sweden AB
Original Assignee
Kraftpowercon Sweden AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kraftpowercon Sweden AB filed Critical Kraftpowercon Sweden AB
Publication of JP2020536737A publication Critical patent/JP2020536737A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7286660B2 publication Critical patent/JP7286660B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

発明の技術分野Technical field of invention

本開示は、電力工学の分野に関し、より具体的には、静電集塵器（ＥＳＰ）に供給するのに適した電源の分野に関する。 The present disclosure relates to the field of power engineering, and more particularly to the field of power supplies suitable for supplying electrostatic precipitators (ESPs).

発明の背景Background of the invention

静電集塵器（ＥＳＰ）は、工業プロセスにおいてガス流から粒子状物質を収集及び除去するために一般的に使用される。これらの装置は、例えば、石炭火力発電所、セメント工場、製鉄所及びごみ焼却所の排出物から粒子を濾過するために利用されてもよい。なぜＥＳＰが粒子濾過／収集のためにより頻繁に使用される装置の１つであるかについての理由のいくつかは、ＥＳＰが、広範囲の入口温度、圧力、ダスト体積及び酸性ガス条件で、比較的大きなガス体積を取り扱うことができることである。さらに、これらは、広範囲の粒子サイズを収集するために使用することができ、乾燥及び湿潤状態で収集することができる。 Electrostatic precipitators (ESPs) are commonly used in industrial processes to collect and remove particulate matter from gas streams. These devices may be utilized, for example, to filter particles from the effluent of coal-fired power plants, cement plants, steel mills and landfills. Some of the reasons why ESP is one of the more frequently used devices for particle filtration/collection is that ESP is relatively The ability to handle large gas volumes. Additionally, they can be used to collect a wide range of particle sizes and can be collected dry and wet.

その名前によって暗示されるように、ＥＳＰは、ガス流からダスト粒子を分離するために静電力を使用する。従来のＥＳＰは、収集／収集する電極（collection/collecting electrodes）と呼ばれる大きなプレートの間に等しく間隔をあけた、細いワイヤの形態であることが多い放電／放出電極のセットを有し、放出電極は高電圧で帯電される一方、収集電極は一般的に接地されるが、逆極性の電圧で帯電することがある。一般的に、（脈動することが多い）負の高電圧直流（ＤＣ）が放出電極に印加され、負の電界を生成する。要するに、流動ガスは、放出電極によって提供される負の電解を通過するように構成され、固体粒子を負に帯電させる。負に帯電した粒子は、その後、これらが付着する収集電極に引き付けられる。これらの収集プレートを振るか又は叩くことによって、「ダスト」の蓄積された塊が解放され、それ自体の重量の下で、下に配置されたダスト容器（ホッパー）内に落下させられる。より詳細には、ガス分子をイオン化するアバランシュ増倍（avalanche multiplication）及び二次放出のような他のステップがプロセス中にあり、これは、これらの固体粒子をイオン化し、放出電極の周りの負の電界によって反発され、収集電極に強く引き付けられる負に帯電した粒子の最終結果をもたらす。 As implied by its name, ESP uses electrostatic force to separate dust particles from a gas stream. A conventional ESP has a set of discharge/emission electrodes, often in the form of thin wires, equally spaced between large plates called collection/collecting electrodes. is charged with a high voltage, while the collecting electrode is typically grounded but can be charged with a voltage of opposite polarity. Typically, a negative high voltage direct current (DC) (often pulsating) is applied to the emission electrode to create a negative electric field. Briefly, the flowing gas is arranged to pass through the negative electric field provided by the emission electrode, negatively charging the solid particles. Negatively charged particles are then attracted to the collecting electrode to which they adhere. By shaking or tapping these collection plates, accumulated clumps of "dust" are released and caused to fall under their own weight into a dust container (hopper) located below. More specifically, there are other steps in the process such as avalanche multiplication and secondary emission to ionize the gas molecules, which ionize these solid particles and create negative energy around the emission electrode. , resulting in the net result of negatively charged particles being strongly attracted to the collecting electrode.

高電圧パルス発生器は、ＥＳＰにおいて、電圧パルスをＤＣ電圧に重畳し、それによって粒子分離又は濾過性能を高めるように一般的に使用される。パルス幅は典型的には１００μｓのオーダーであり、周波数は１から４００パルス／秒の範囲である。平均電流は、静電集塵器に印加される電圧レベルを維持しながら、システム内のスイッチング装置のパルス繰り返し周波数を変化させることによって制御することができる。このようにして、逆電離の発生及びそれに関連する悪影響を排除又は少なくとも制限することが可能である。 A high voltage pulse generator is commonly used in ESP to superimpose a voltage pulse onto a DC voltage, thereby enhancing particle separation or filtration performance. Pulse widths are typically on the order of 100 μs and frequencies range from 1 to 400 pulses/second. The average current can be controlled by varying the pulse repetition frequency of switching devices in the system while maintaining the voltage level applied to the electrostatic precipitator. In this way, it is possible to eliminate or at least limit the occurrence of back-ionization and its associated adverse effects.

パルスシステムは、２つの主なカテゴリーに分けられることが多く、１つは、（二次側における）高電位／電圧でのスイッチングに基づくものであり、１つは、（一次側における）低電位でのスイッチングに基づくパルストランスシステムと呼ばれるものである。スイッチングが一次側で行われる後者の例は、例えば、ＵＳ４，０５２，１７７、ＵＳ４，６００，４１１及びＥＰ１ ６５２ ５８６で見出すことができるが、ＥＰ１ ２９３ ２５３は、高電圧スイッチングの例（すなわち、スイッチングが二次側で行われる場合）を開示している。 Pulsed systems are often divided into two main categories, one based on switching at high potentials/voltages (on the secondary side) and one based on low potentials (on the primary side). is called a pulse transformer system based on switching at . Examples of the latter, where switching takes place on the primary side, can be found, for example, in US 4,052,177, US 4,600,411 and EP 1 652 586, while EP 1 293 253 is an example of high voltage switching (i.e. switching is done on the secondary side).

文献ＵＳ５，５７５，８３６は、パルス電源を有する集塵器を開示している。このケースでは、スイッチング１２は、トランス１０の二次側に配置される。しかしながら、スイッチングが最終電圧レベルで実行されないことは明らかである。反対に、ＵＳ５，５７５，８３６では、パルストランス１６を電圧を最終レベルまで上昇させる必要がある。 Document US 5,575,836 discloses a dust collector with a pulse power supply. In this case the switching 12 is arranged on the secondary side of the transformer 10 . However, it is clear that switching is not performed at the final voltage level. Conversely, US Pat. No. 5,575,836 requires the pulse transformer 16 to be boosted to its final level.

しかしながら、多くの従来技術の解決策が存在するが、特に、電力損失の低減、サイズの低減、コストの低減、出力における電圧リップルの低減、及び／又はロバスト性／信頼性に関する改善のために、技術的なさらなる改善が常に必要とされている。 However, many prior art solutions exist, especially for reduced power loss, reduced size, reduced cost, reduced voltage ripple at the output, and/or improved robustness/reliability. Further technical improvements are always needed.

したがって、本発明の目的は、電力損失、サイズ、コスト、出力における電圧リップルの低減、及び／又はロバスト性／信頼性に関して、現在知られているシステムに関係づけられている欠点のすべて又は少なくとも一部を軽減する、静電集塵器に通電するための高電圧電源システムを提供することである。 It is therefore an object of the present invention to overcome all or at least one of the drawbacks associated with currently known systems in terms of power loss, size, cost, reduction of voltage ripple at the output, and/or robustness/reliability. Another object of the present invention is to provide a high voltage power supply system for energizing an electrostatic precipitator which reduces the load on the electrostatic precipitator.

この目的は、添付の特許請求の範囲に規定するような高電圧電源システムによって達成される。 This object is achieved by a high voltage power supply system as defined in the appended claims.

以下において、用語「例示的な」は、「例、事例、又は実例として機能すること」として理解される。 In the following, the term "exemplary" is understood as "serving as an example, instance, or illustration."

本発明の第１の態様にしたがうと、静電集塵器に電力を供給するのに適したＤＣベース電圧に重畳された高電圧パルスを発生する電源システムが提供される。高電圧電源システムは、第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧を発生するように構成されているＡＣ供給回路と、ＡＣ供給回路と静電集塵器との間に接続可能な（すなわち、接続されるように構成／適合されている）ＤＣ供給回路と、ＤＣ供給回路は、第１のＡＣ供給電圧をＤＣベース電圧に変形及び変換するための第１のトランス及び第１の整流回路を備え、ＡＣ供給回路と静電集塵器との間に接続可能なパルス供給回路とを備えている。パルス供給回路は、第２のＡＣ供給電圧を、高電圧パルスを発生するのに十分なＤＣパルス供給電圧に変形及び変換するための第２のトランス及び第２の整流回路と、第２の整流回路と静電集塵器との間に接続可能なパルス形成回路とを備え、パルス形成回路は、追加の電圧変換なく高電圧パルスを発生する（及び送る／供給する）ように構成されている。より具体的には、ＡＣ供給回路は、第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数が１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲であるように構成されている。 According to a first aspect of the invention, a power supply system is provided for generating high voltage pulses superimposed on a DC base voltage suitable for powering an electrostatic precipitator. A high voltage power supply system is connectable between an AC supply circuit configured to generate a first AC supply voltage and a second AC supply voltage, and between the AC supply circuit and the electrostatic precipitator ( a DC supply circuit configured/adapted to be connected), the DC supply circuit comprising a first transformer and a first rectifier for transforming and converting a first AC supply voltage into a DC base voltage; and a pulse supply circuit connectable between the AC supply circuit and the electrostatic precipitator. The pulse supply circuit includes a second transformer and a second rectifier circuit for transforming and converting the second AC supply voltage into a DC pulse supply voltage sufficient to generate the high voltage pulses, and a second rectifier. A pulse forming circuit connectable between the circuit and the electrostatic precipitator, the pulse forming circuit configured to generate (and send/provide) high voltage pulses without additional voltage conversion. . More specifically, the AC supply circuit is configured such that the frequency of each of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage is in the range of 100 Hz to 5000 Hz.

これにより、費用効果が高くコンパクトな高電圧電源システム（高電圧パルス発生システムとも呼ばれる）が提供される。このシステムは、ガス流濾過用途に使用される静電集塵器に電力を供給するのに特に適している。さらに、電力供給システムは、他の既知の従来のシステムと比較して軽量であり、電力損失が低い。 This provides a cost effective and compact high voltage power supply system (also called high voltage pulse generation system). This system is particularly suitable for powering electrostatic precipitators used in gas flow filtration applications. Additionally, the power supply system is lightweight and has low power losses compared to other known conventional systems.

本発明は、高電圧スイッチング構成を２つの中波電源（１００Ｈｚ－５０００Ｈｚ）と組み合わせることによって、パルスユニットタンク（すなわち、ＤＣ供給回路及びパルス供給回路）における電力損失を比較的低くすることができるという認識に基づいている。より詳細には、ＤＣ供給回路及びパルス供給回路のトランスに中波ＡＣ電圧を給電することによって、より小さいコア及びより少ない巻線ターンに対する電力損失が低減され、その結果、（回路が存在する）油タンク上に必要とされる冷却フランジエリアがより小さくなり、システム全体がより軽くより小さくなる。また、高電圧スイッチングは、（パルストランスを利用するシステムのような）低電圧スイッチングと比較して電力損失が低い。さらに、整流出力上の出力リップル電圧は、低周波給電（例えば、５０Ｈｚ）と比較して低減される。さらに、ＤＣ供給回路の高電圧側における平滑フィルタの必要性は、ライン整流ＤＣ供給に対して部分的に又は完全に軽減される。 The present invention states that by combining a high voltage switching configuration with two medium frequency power supplies (100Hz-5000Hz), power losses in the pulse unit tanks (i.e. DC supply circuit and pulse supply circuit) can be relatively low. based on perception. More specifically, by feeding the transformers of the DC supply circuit and the pulse supply circuit with a medium-wave AC voltage, the power loss is reduced for smaller cores and fewer winding turns, so that (the circuit exists) Less cooling flange area is required on the oil tank and the overall system is lighter and smaller. Also, high voltage switching has lower power dissipation compared to low voltage switching (such as systems utilizing pulse transformers). Furthermore, the output ripple voltage on the rectified output is reduced compared to low frequency feeds (eg 50Hz). Additionally, the need for a smoothing filter on the high voltage side of the DC supply circuit is partially or completely alleviated for line rectified DC supplies.

また、ＡＣ供給回路の半導体（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ）は、保護された屋内環境中の制御キャビネット内に配置することができ、発生した中波ＡＣ電圧は、ケーブルを介して（一般的に屋外に保持されなければならない）パルスユニットタンクに供給することができ、したがって、システム誤動作及び／又は製造コスト及び複雑さのリスクが低減されることを本発明者は認識する。スイッチモード電源（ＳＭＰＳ）システムのようなより高周波システムについて、ＩＧＢＴは、一般的に、パルス形成回路のトランスの近くに、したがって屋外環境に配置されなければならない。 Also, the semiconductors of the AC supply circuit (e.g. insulated gate bipolar transistors, IGBTs) can be placed inside a control cabinet in a protected indoor environment, and the generated medium-wave AC voltage is transmitted through the cable (generally The inventor recognizes that the pulse unit tank, which must be kept outdoors for the most part, can be supplied, thus reducing the risk of system malfunction and/or manufacturing cost and complexity. For higher frequency systems, such as switched mode power supply (SMPS) systems, the IGBTs must generally be placed close to the transformer of the pulse forming circuit and thus in the outdoor environment.

さらに、本発明の例示的な実施形態にしたがうと、ＡＣ供給回路は、ＤＣ給電電圧を第１のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第１の電力インバータと、ＤＣ給電電圧を第２のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第２の電力インバータとを備え、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータは、第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数を１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲で制御するように構成されている。ＤＣ給電電圧は、例えば、３相幹線（例えば、３８０Ｖ／４８０Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）に接続されている３相整流回路によって発生してもよい。整流回路は、意図される用途の仕様及び必要性に依存して、制御されなくてもよく、又は制御されてもよく、半波又は全波であってもよい。電力インバータは、例えば、半導体スイッチ（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、又は、酸化金属半導体電界効果トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ）を使用するフルブリッジ又はハーフブリッジ単相インバータであってもよい。負荷は誘導負荷（トランス）であることから、電力インバータは、スイッチのオフ時間の間にピーク誘導負荷電流のための経路を提供するために、各半導体スイッチにわたって（並列に）接続されている逆並列ダイオード又はフィードバック整流器をさらに備えてもよい。これらの逆並列ダイオードは、従来、半導体パッケージに統合されている。 Further in accordance with an exemplary embodiment of the present invention, the AC supply circuit includes a first power inverter configured to convert a DC supply voltage to a first AC supply voltage; a second power inverter configured to convert two AC supply voltages, the first power inverter and the second power inverter being one of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage; Each frequency is configured to be controlled in the range of 100 Hz to 5000 Hz. The DC supply voltage may, for example, be generated by a 3-phase rectifier circuit connected to a 3-phase mains (eg 380V/480V, 50Hz/60Hz). The rectifier circuit may be uncontrolled or controlled, and may be half-wave or full-wave, depending on the specifications and needs of the intended application. The power inverter may be, for example, a full-bridge or half-bridge single-phase inverter using semiconductor switches (eg, insulated gate bipolar transistors, IGBTs, or metal oxide semiconductor field effect transistors, MOSFETs). Since the load is an inductive load (transformer), a power inverter is connected (in parallel) across each semiconductor switch to provide a path for the peak inductive load current during the off-time of the switch. A parallel diode or feedback rectifier may also be provided. These anti-parallel diodes are traditionally integrated into semiconductor packages.

さらに、本発明の別の例示的な実施形態にしたがうと、パルス形成回路は、第２の整流回路にわたって接続されている蓄積キャパシタと、蓄積キャパシタと直列に接続されている第１の直列インダクタンス及び結合キャパシタとを備え、第１の直列インダクタンス及び結合キャパシタは、静電集塵器に向けて蓄積キャパシタに対して下流に接続され、高電圧スイッチング回路は、蓄積キャパシタと第１の直列インダクタンスとの間に接続されている。さらに、高電圧スイッチング回路は、少なくとも１つのサイリスタと、少なくとも１つのサイリスタと逆並列で接続されている少なくとも１つのダイオードとを備えている。 Further, in accordance with another exemplary embodiment of the present invention, the pulse forming circuit includes a storage capacitor connected across the second rectifier circuit, a first series inductance connected in series with the storage capacitor and a a coupling capacitor, the first series inductance and the coupling capacitor being connected downstream to the storage capacitor towards the electrostatic precipitator, the high voltage switching circuit connecting the storage capacitor and the first series inductance; connected between Furthermore, the high voltage switching circuit comprises at least one thyristor and at least one diode connected in anti-parallel with the at least one thyristor.

使用する際、マイクロパルスは、高電圧スイッチング回路のスイッチを閉じることによって形成され、それによって、発振回路（又は共振回路）が蓄積キャパシタ、直列インダクタンス、結合キャパシタ、及び（容量性負荷として近似することができる）ＥＳＰによって形成され、これは、ＥＳＰにわたる急速な電圧上昇、及び、蓄積キャパシタにわたる対応する電圧降下をもたらす。その後、電流は方向を変え、ＥＳＰにわたる電圧は（ＤＣ供給回路によって供給される電圧レベルまで）減少し、蓄積キャパシタは、ほぼ第２整流回路によって出力されるレベルに再びに帯電され、それにより、１振動周期を完了する。高電圧スイッチング回路は、好ましくは、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ又は１５０Ｈｚのような２－２００Ｈｚの周波数でパルスを発生するように制御される。スイッチングは、例えば、高電圧スイッチング回路中のスイッチング要素として使用されるサイリスタ又はサイリスタチェーンに接続されている適切な点火回路によって制御することができる。 In use, the micropulses are formed by closing a switch in a high voltage switching circuit such that the oscillating circuit (or resonant circuit) is approximated as a storage capacitor, series inductance, coupling capacitor, and (capacitive load). can be formed by the ESP, which results in a rapid voltage rise across the ESP and a corresponding voltage drop across the storage capacitor. The current then changes direction, the voltage across the ESP decreases (to the voltage level supplied by the DC supply circuit), and the storage capacitor is recharged to approximately the level output by the second rectifier circuit, thereby Complete one oscillation cycle. The high voltage switching circuit is preferably controlled to generate pulses at a frequency of 2-200 Hz, such as 50 Hz, 100 Hz or 150 Hz. Switching can be controlled, for example, by a suitable ignition circuit connected to a thyristor or thyristor chain used as a switching element in a high voltage switching circuit.

結合キャパシタは、ＤＣベース電圧の上にパルス電圧を送り、加え、また、パルス供給によるＤＣ供給の短絡を回避するために、より具体的には、第１の直列インダクタンスと（ＥＳＰにＤＣベース電圧を供給する）ＤＣ供給回路の接続ノードとの間に構成されている。 The coupling capacitor sends and adds a pulsed voltage on top of the DC base voltage and also avoids shorting the DC supply due to pulsing, more specifically, the first series inductance and (ESP to the DC base voltage ) and the connection node of the DC supply circuit.

さらに、本発明の別の例示的な実施形態にしたがうと、パルス形成回路は、高電圧スイッチング回路及び蓄積キャパシタと並列に接続されている補助回路を備え、補助回路は、高電圧スイッチング回路と第１の直列インダクタンスとの間に接続され、補助回路は、高電圧スイッチング回路にわたる電圧ピークを制限するための、第１の抵抗と直列ダイオードとを備える保護分岐を含む。言い換えれば、保護分岐は、高電圧スイッチング回路と直列インダクタンスとの間のノード／接点に接続されている１つの端子を有し、他の端子は接地される。直列ダイオード及び抵抗は、ＥＳＰ中のスパーク発生の間、高電圧スイッチング回路にわたる電圧ピークを制限するように機能する。 Furthermore, in accordance with another exemplary embodiment of the present invention, the pulse forming circuit comprises an auxiliary circuit connected in parallel with the high voltage switching circuit and the storage capacitor, the auxiliary circuit comprising the high voltage switching circuit and a second Connected between one series inductance, the auxiliary circuit includes a protection branch comprising a first resistor and a series diode for limiting voltage peaks across the high voltage switching circuit. In other words, the protection branch has one terminal connected to the node/contact between the high voltage switching circuit and the series inductance and the other terminal is grounded. The series diode and resistor serve to limit voltage peaks across the high voltage switching circuit during sparking during ESP.

さらに、本発明のさらに別の実施形態にしたがうと、パルス形成回路は、高電圧スイッチング回路及び蓄積キャパシタと並列に接続されている補助回路を備え、補助回路は、高電圧スイッチング回路と第１の直列インダクタンスとの間に接続され、補助回路は、パルス間で結合キャパシタの電荷を復元するための、第２の抵抗と第２の直列インダクタンスとを備える復元分岐を含む。言い換えれば、復元分岐は、高電圧スイッチング回路と直列インダクタンスとの間のノード／接点に接続されている１つの端子を有し、他の端子は接地される。当然ながら、上記２つの例示的な実施形態を組み合わせてもよく、パルス形成回路は、保護分岐及び復元分岐を有する補助回路を備えてもよい。結合キャパシタにわたる電圧をＤＣベース電圧と同じ値に復元する能力を向上させるために、第２の直列インダクタンスは、好ましくは、０.１ヘンリから１０ヘンリの範囲の比較的高いインダクタンス値、好ましくは１ヘンリよりも高いインダクタンス値を有するように構成されている。 Furthermore, in accordance with yet another embodiment of the present invention, the pulse forming circuit comprises an auxiliary circuit connected in parallel with the high voltage switching circuit and the storage capacitor, the auxiliary circuit comprising the high voltage switching circuit and the first Connected between the series inductance, the auxiliary circuit includes a restore branch comprising a second resistor and a second series inductance for restoring charge on the coupling capacitor between pulses. In other words, the restore branch has one terminal connected to the node/contact between the high voltage switching circuit and the series inductance and the other terminal is grounded. Of course, the above two exemplary embodiments may be combined and the pulse forming circuit may comprise an auxiliary circuit with protection and restoration branches. To improve the ability to restore the voltage across the coupling capacitor to the same value as the DC base voltage, the second series inductance preferably has a relatively high inductance value in the range of 0.1 henries to 10 henries, preferably 1 henry. It is constructed to have a higher inductance value than Henri.

本発明のさらに別の例示的な実施形態にしたがうと、前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数は、例えば２００Ｈｚから６００Ｈｚのような、２００Ｈｚから２０００Ｈｚの範囲である。第１の周波数範囲（２００－２０００Ｈｚ）内で、出力電圧リップルとトランス電力損失との間の良好なトレードオフが達成される。しかしながら、ほとんどの従来のトランス設計に対して、後者の周波数範囲（２００から６００Ｈｚ）が好ましい。 According to yet another exemplary embodiment of the present invention, the frequency of each of said first AC supply voltage and said second AC supply voltage is in the range of 200 Hz to 2000 Hz, such as 200 Hz to 600 Hz. be. Within the first frequency range (200-2000 Hz) a good trade-off between output voltage ripple and transformer power loss is achieved. However, the latter frequency range (200 to 600 Hz) is preferred for most conventional transformer designs.

さらに、本発明の別の例示的な実施形態にしたがうと、高電圧電源システムは、前記第１の電力インバータと前記ＤＣ供給回路の前記第１のトランスとの間に接続されている第１の直列キャパシタと、前記第２の電力インバータと前記パルス供給回路の前記第２のトランスとの間に接続されている第２の直列キャパシタとをさらに備える。トランスの一次側にキャパシタを追加することによって、ＡＣ回路で使用される任意の半導体スイッチ（例えば、電力インバータ内のＩＧＢＴ）が、より低い電流量でオフになることを可能にする直列共振回路が形成され、これは、ＩＧＢＴにかかる負担をより少なくし、さらに出力電圧リップルを低減する。より詳細には、回路中に誘導負荷（トランス巻線）のみがあるとき、回路中の電流は、半導体スイッチによってオフにされるまで連続的に増加する（電流は鋸歯状波形を有する）。直列キャパシタを追加することによって、回路は直列共振回路を形成する。全出力では、整流された電流は半波湾曲形状となるので、半導体スイッチはより低い電流でオフにすることができる。さらに、直列キャパシタは、（例えば、誤った制御のケースで）任意の望ましくないＤＣコンポーネントからトランスを保護し、これは、結果として、高い一次飽和電流に伴う問題となるかもしれない。 Furthermore, in accordance with another exemplary embodiment of the present invention, the high voltage power supply system includes a first transformer connected between the first power inverter and the first transformer of the DC supply circuit. It further comprises a series capacitor and a second series capacitor connected between said second power inverter and said second transformer of said pulse supply circuit. A series resonant circuit that allows any semiconductor switch used in an AC circuit (e.g., an IGBT in a power inverter) to turn off at a lower amount of current by adding a capacitor to the primary side of the transformer formed, which puts less strain on the IGBT and further reduces output voltage ripple. More specifically, when there is only an inductive load (transformer winding) in the circuit, the current in the circuit increases continuously (the current has a sawtooth waveform) until it is turned off by the semiconductor switch. By adding a series capacitor, the circuit forms a series resonant circuit. At full power, the rectified current has a half-wave curved shape, so the semiconductor switch can be turned off at lower currents. Additionally, the series capacitor protects the transformer from any unwanted DC components (eg, in case of miscontrol), which may result in problems with high primary saturation currents.

さらに別の例示的な実施形態にさらにしたがうと、第１のＡＣ供給電圧の周波数は、第２のＡＣ供給電圧の周波数よりも高い。例えば、ＤＣ供給回路に送られるＡＣ供給電圧（第１のＡＣ供給電圧）は、４００Ｈｚの周波数を有することができ、パルス供給回路に送られるＡＣ供給電圧（第２のＡＣ供給電圧）の周波数は、２００Ｈｚの周波数を有することができる。トランスの一次巻線の漏れインダクタンスが十分なインダクタンスを提供し、それによって（回路内のノイズに大きく寄与する）一次チョークの必要性を軽減することから、一次チョークを省略することができるので、４００から７００Ｈｚの範囲の周波数を使用することによって、望ましくない音響ノイズを低減することができる。当然ながら、本発明の他の例示的な実施形態では、２つの周波数は同じであってもよい。 Further in accordance with yet another exemplary embodiment, the frequency of the first AC supply voltage is higher than the frequency of the second AC supply voltage. For example, the AC supply voltage sent to the DC supply circuit (first AC supply voltage) may have a frequency of 400 Hz and the frequency of the AC supply voltage sent to the pulsed supply circuit (second AC supply voltage) is , 200 Hz. 400 because the primary choke can be omitted because the leakage inductance of the primary winding of the transformer provides sufficient inductance, thereby alleviating the need for a primary choke (which contributes significantly to noise in the circuit). Undesirable acoustic noise can be reduced by using frequencies in the range from to 700 Hz. Of course, in other exemplary embodiments of the invention the two frequencies may be the same.

以下において、本発明のこれら及び他の特徴は、以下で説明する実施形態を参照してさらに明らかにされる。 In the following, these and other features of the invention will be further clarified with reference to the embodiments described below.

例示の目的のために、添付の図面に図示されるその実施形態を参照して、以下でより詳細に本発明を説明する。 For purposes of illustration, the invention will be described in more detail below with reference to embodiments thereof illustrated in the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態にしたがう、静電集塵器に電力を供給するための高電圧電源システムの概略ブロックダイヤグラムを図示している。FIG. 1 illustrates a schematic block diagram of a high voltage power supply system for powering an electrostatic precipitator in accordance with an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態にしたがう静電集塵器に電力を供給するための高電圧電源システムの概略回路を図示している。FIG. 2 illustrates a schematic circuit of a high voltage power supply system for powering an electrostatic precipitator according to an embodiment of the present invention. 図３Ａは、本発明の実施形態にしたがう、振動周期の間のパルス形成回路の蓄積キャパシタの電圧を表す概略波形を図示している。FIG. 3A illustrates a schematic waveform representing the voltage on the storage capacitor of the pulse forming circuit during an oscillation period, in accordance with an embodiment of the present invention. 図３Ｂは、本発明の実施形態にしたがう、振動周期の間のパルス供給回路中の及びＥＳＰ内への電流を表す概略波形を図示している。FIG. 3B illustrates schematic waveforms representing the current in the pulsing circuit and into the ESP during an oscillation period, in accordance with an embodiment of the present invention. 図３Ｃは、本発明の実施形態にしたがう、振動周期の間の高電圧電源システムに接続されているＥＳＰの電圧を表す概略波形を図示している。FIG. 3C illustrates schematic waveforms representing the voltage of an ESP connected to a high voltage power supply system during an oscillation cycle, in accordance with an embodiment of the present invention. 図４は、図２のパルス供給回路の代替実施形態の概略ブロック図である。4 is a schematic block diagram of an alternative embodiment of the pulse delivery circuit of FIG. 2; FIG.

詳細な説明detailed description

以下の詳細な説明では、本発明の好ましい実施形態を説明する。しかしながら、異なる実施形態の特徴は、実施形態間で交換可能であり、明示的に示さない限り、異なる方法で組み合わせることができることを理解すべきである。以下の説明では、本発明のより完全な理解を提供するために多数の具体的な細部が記載されているが、本発明はこれらの具体的な細部の外に実施できることが当業者には明らかであろう。他の事例では、本発明を不明瞭にしないように、周知の構成又は機能は詳細に説明されない。 The following detailed description describes preferred embodiments of the invention. However, it should be understood that features of different embodiments are interchangeable between embodiments and can be combined in different ways unless explicitly indicated. Although numerous specific details are set forth in the following description to provide a more thorough understanding of the invention, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. Will. In other instances, well-known structures or functions are not described in detail so as not to obscure the invention.

図１は、静電集塵器（ＥＳＰ）１０に電力を供給するのに特に適した高電圧（パルス）電源システム１の概略ブロックダイヤグラムである。システム１は、２つの部分、パルスユニットタンク５、６、と制御キャビネット２とに分割することができ、制御キャビネットは、パルスユニットタンクへの供給電圧を発生するように構成されている制御可能なＡＣ供給回路として理解することができ、パルスユニットタンクは、ＥＳＰ１０に電力を供給するために、この供給電圧を適切なレベルに変換する。より具体的には、パルスユニットタンクは、高電圧パルス供給回路６と、高電圧ＤＣ供給回路５とを備え、パルスユニットタンクは、高ＤＣベース電圧（例えば、２０ｋＶから１５０ｋＶの範囲の大きさ）に、２から２００パルス／秒、好ましくは１００パルス／秒の速度で、重畳された高電圧マイクロパルス（例えば、４０ｋＶから１２０ｋＶの範囲の大きさ）を供給するように構成されている。一般的に、（ＥＳＰの）放電電極に印加される電圧は負の極性であり、したがって、前述の電圧範囲は、ＤＣベース電圧については－２０ｋＶから－１５０ｋＶ、マイクロパルスについては－４０ｋＶから－１２０ｋＶの範囲であると理解することができる。 FIG. 1 is a schematic block diagram of a high voltage (pulse) power supply system 1 particularly suitable for powering an electrostatic precipitator (ESP) 10 . The system 1 can be divided into two parts, the pulse unit tanks 5, 6 and the control cabinet 2, the control cabinet being adapted to generate the supply voltage to the pulse unit tanks. It can be understood as an AC supply circuit and the pulse unit tank converts this supply voltage to the appropriate level for powering the ESP 10 . More specifically, the pulse unit tank comprises a high voltage pulse supply circuit 6 and a high voltage DC supply circuit 5, the pulse unit tank being supplied with a high DC base voltage (e.g. magnitude ranging from 20 kV to 150 kV). is configured to supply superimposed high voltage micropulses (eg, magnitudes ranging from 40 kV to 120 kV) at a rate of 2 to 200 pulses/sec, preferably 100 pulses/sec. Generally, the voltage applied to the discharge electrodes (of the ESP) is of negative polarity, so the aforementioned voltage ranges are −20 kV to −150 kV for DC base voltages and −40 kV to −120 kV for micropulses. can be understood to be in the range of

ＡＣ供給回路２は、ＤＣ供給回路５及びパルス供給回路６のための第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧をそれぞれ発生するように構成されている。周波数ＡＣ供給電圧は、中波範囲、すなわち１００Ｈｚから５０００Ｈｚ、好ましくは２００Ｈｚから２０００Ｈｚの範囲である。この構成（高電圧スイッチング回路と共に中波を供給）により、低損失、タンクサイズ及び重量の低減、製造コストの低減等の点の有利性を達成することができる。さらに、ＡＣ供給回路２、より具体的には、出力電圧周波数を制御するように構成されているＡＣ供給回路の半導体スイッチ（例えば、ＩＧＢＴ）は、比較的過酷な環境において屋外に構成されるトランスの近く配置されなければならない、より高周波を利用するＡＣ給電を使用する従来の既知のシステムとは対照的に、保護された環境において制御キャビネット内に位置付けることができる。 The AC supply circuit 2 is arranged to generate a first AC supply voltage and a second AC supply voltage for the DC supply circuit 5 and the pulse supply circuit 6 respectively. The frequency AC supply voltage is in the medium frequency range, ie from 100 Hz to 5000 Hz, preferably from 200 Hz to 2000 Hz. With this configuration (supply medium wave with high voltage switching circuit), advantages such as low loss, reduced tank size and weight, and reduced manufacturing cost can be achieved. Furthermore, the AC supply circuit 2, and more specifically the semiconductor switches (eg, IGBTs) of the AC supply circuit configured to control the output voltage frequency, are suitable for transformers configured outdoors in relatively harsh environments. It can be located in a control cabinet in a protected environment, in contrast to previously known systems using AC power supplies that utilize higher frequencies, which must be placed close to the .

図２は、本発明の例示的な実施形態にしたがう、高電圧電源システム１の概略回路図である。この図を参照して、システムの１つのサブユニット及びこれらの機能的態様のさらなる詳細を説明する。高電圧電源システム１は、第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧を発生するように構成されているＡＣ供給回路２を備えている。より詳細には、ＡＣ供給回路２は、ＤＣ給電電圧を第１及び第２のＡＣ供給電圧にそれぞれ変換するように構成されている第１の電力インバータ３及び第２の電力インバータ４を含む。ＤＣ給電電圧は、ＡＣ電源（例えば、３８０Ｖ／５０Ｈｚ）に接続されている３相整流器ブリッジを備えるＤＣ供給回路２２によって発生する。当然ながら、電力インバータ３、４、に適切なＤＣ給電電圧を提供する他の方法があり、これらは当業者の一般知識の範囲であり（例えば、３相の代わりに単相給電を使用する、インバータをＤＣ電源に直接接続する等）、したがって、簡潔にするために省略する。 FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a high voltage power supply system 1 according to an exemplary embodiment of the invention. Further details of one subunit of the system and their functional aspects will be described with reference to this figure. The high voltage power supply system 1 comprises an AC supply circuit 2 configured to generate a first AC supply voltage and a second AC supply voltage. More specifically, AC supply circuit 2 includes a first power inverter 3 and a second power inverter 4 configured to convert a DC supply voltage to first and second AC supply voltages, respectively. The DC supply voltage is generated by a DC supply circuit 22 comprising a three-phase rectifier bridge connected to an AC power supply (eg 380V/50Hz). There are, of course, other ways of providing a suitable DC feed voltage to the power inverters 3, 4, and these are within the general knowledge of those skilled in the art (e.g. using single-phase feed instead of three-phase, direct connection of the inverter to the DC power supply), thus omitted for brevity.

電力インバータ３、４のそれぞれは、フルブリッジ構成で構成された、各トランジスタにわたって接続されている逆並列ダイオードを有するＩＧＢＴのセットを備える。しかしながら、例えばハーフブリッジインバータのような、高電力用途で一般的に使用される他のトポロジも実現可能である。図示の例ではＩＧＢＴが示されているが、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ等のような他の半導体スイッチも適用可能である。 Each of the power inverters 3, 4 comprises a set of IGBTs with antiparallel diodes connected across each transistor arranged in a full bridge configuration. However, other topologies commonly used in high power applications are also feasible, such as half-bridge inverters. Although IGBTs are shown in the illustrated examples, other semiconductor switches, such as MOSFETs, BJTs, etc., are also applicable.

さらに、高電圧電源システム１は、第１の電力インバータ３の出力に接続されているＤＣ供給回路５を有する。ＤＣ供給回路５は、第１のＡＣ供給電圧をＥＳＰ１０のためのＤＣベース電圧（２０ｋＶから１５０ｋＶの範囲の大きさ）に変形及び変換するための、第１のトランス７及び第１の整流回路８を含む。第１の整流回路８の負電極（すなわち、負電位ＵＢを有する）は、ＥＳＰの放電／エミッタ電極に接続される一方で、正電極は接地される。 Furthermore, the high voltage power supply system 1 comprises a DC supply circuit 5 connected to the output of the first power inverter 3 . The DC supply circuit 5 includes a first transformer 7 and a first rectifier circuit 8 for transforming and converting the first AC supply voltage to a DC base voltage (magnitude in the range of 20 kV to 150 kV) for the ESP 10 . including. The negative electrode of the first rectifier circuit 8 (ie having a negative potential UB ) is connected to the discharge/emitter electrode of the ESP, while the positive electrode is grounded.

さらに、パルス供給回路６は、第２の電力インバータ４の出力とＥＳＰ１０との間に接続され、パルス供給回路は、第２のＡＣ供給電圧をＤＣパルス供給電圧（大きさは、例えば、４０ｋＶから１２０ｋＶの範囲である）に変形及び変換するための、第２のトランス９及び第２の整流回路１１を有する。第２の整流回路１１の正端子は接地される一方で、第２の整流回路１１の負端子（負電位ＵＣを有する）は、パルス形成回路１２中に含まれる多数のコンポーネント２３、２４、２７を介してＥＳＰ１０の放電／エミッタ電極に接続される。パルス形成回路１２は、ＥＳＰ１０のための高電圧パルスを発生するように構成されている（したがって、パルスは、ＤＣベース電圧ＵＢに重畳される）。 Furthermore, a pulse supply circuit 6 is connected between the output of the second power inverter 4 and the ESP 10, which pulse supply circuit converts the second AC supply voltage to a DC pulse supply voltage (magnitude e.g. 120 kV range) and a second transformer 9 and a second rectifier circuit 11. The positive terminal of the second rectifier circuit 11 is grounded, while the negative terminal of the second rectifier circuit 11 (having a negative potential U C ) is connected to a number of components 23 , 24 , contained in the pulse forming circuit 12 . 27 to the ESP 10 discharge/emitter electrode. A pulse forming circuit 12 is arranged to generate high voltage pulses for the ESP 10 (thus the pulses are superimposed on the DC base voltage UB ).

さらに、システム１は、一対のオプション的な直列キャパシタ４１、４２、すなわち、第１の電力インバータ３とＤＣ供給回路５の第１のトランス７との間に接続されている第１の直列キャパシタ４１と、第２の電力インバータ４とパルス供給回路６の第２のトランス９との間に接続されている第２の直列キャパシタとを備える。直列キャパシタ４１、４２は、トランス７、９の漏れインダクタンス及び任意の潜在的な一次チョークと共に直列共振回路を形成し、そのため、ＩＧＢＴは、より低い電流の大きさでオフするように制御することができ、それによって電力損失を低減し、ＩＧＢＴの寿命を延ばす。また、直列キャパシタ４１、４２を用いることにより、出力リップルを低減することができる。 Furthermore, the system 1 includes a pair of optional series capacitors 41 , 42 , namely the first series capacitor 41 connected between the first power inverter 3 and the first transformer 7 of the DC supply circuit 5 . and a second series capacitor connected between the second power inverter 4 and the second transformer 9 of the pulse supply circuit 6 . The series capacitors 41, 42 form a series resonant circuit with the leakage inductance of the transformers 7, 9 and any potential primary choke, so the IGBT can be controlled to turn off at lower current magnitudes. , thereby reducing power loss and extending the life of the IGBT. Also, by using the series capacitors 41 and 42, the output ripple can be reduced.

続いて、パルス供給回路６は、第２の整流回路１１とＥＳＰ１０との間に接続されているパルス形成回路１２を備える。パルス形成回路は、高電圧パルスを発生してＥＳＰ１０に送るように構成されている。パルス形成回路は、２－２００Ｈｚの範囲のパルス繰り返し周波数を有するように構成することができ、各パルスは、例えば５０から１５０μｓの範囲のパルス幅を有する。パルス繰り返し周波数は、高電圧スイッチング回路２４のスイッチング要素に接続されている、制御回路または点火回路よって適切に制御されるが、これについては以下でより詳細に説明する。 The pulse supply circuit 6 subsequently comprises a pulse forming circuit 12 connected between the second rectifier circuit 11 and the ESP 10 . A pulse forming circuit is configured to generate and deliver high voltage pulses to the ESP 10 . The pulse forming circuit can be configured to have a pulse repetition frequency in the range of 2-200 Hz, with each pulse having a pulse width in the range of, for example, 50 to 150 μs. The pulse repetition frequency is suitably controlled by a control circuit or ignition circuit connected to the switching elements of the high voltage switching circuit 24, which will be explained in more detail below.

パルス形成回路１２は、第２の整流回路１１と並列に、すなわち第２の整流回路１１の負（出力）端子と正端子との間に、又は第２の整流回路の負端子と接地との間に接続されている蓄積キャパシタ２１を有する。したがって、蓄積キャパシタ２１にわたる電圧は、第２の整流回路１１のＤＣ出力と同じレベル、このケースでは、ＵＣに帯電される。蓄積キャパシタ２１の負端子とＥＳＰ１０との間には、第１の直列インダクタンス２３と高電圧スイッチング回路２４とが直列に接続されている。高電圧スイッチング回路２４は、サイリスタ２５又はサイリスタチェーンとダイオード２６又はダイオードチェーンとの逆並列結合を備える。言い換えれば、サイリスタ及びダイオードは、サイリスタがオフであるとき、ダイオードが第２の整流回路１１に向かう電流に対して遮断効果を有することを可能にするために、互いに反対の導通方向に接続される。コンポーネントチェーンは、コンポーネントを焼損又は破壊することなく、回路内の高電圧を処理できるようにするために使用される。 The pulse forming circuit 12 is connected in parallel with the second rectifier circuit 11, i.e. between the negative (output) terminal and the positive terminal of the second rectifier circuit 11 or between the negative terminal of the second rectifier circuit and ground. It has a storage capacitor 21 connected therebetween. The voltage across the storage capacitor 21 is therefore charged to the same level as the DC output of the second rectifier circuit 11, in this case UC . A first series inductance 23 and a high voltage switching circuit 24 are connected in series between the negative terminal of storage capacitor 21 and ESP 10 . The high voltage switching circuit 24 comprises an anti-parallel combination of a thyristor 25 or thyristor chain and a diode 26 or diode chain. In other words, the thyristor and the diode are connected in opposite conduction directions to enable the diode to have a blocking effect on the current going to the second rectifier circuit 11 when the thyristor is off. . Component chains are used to allow high voltages in circuits to be handled without burning or destroying components.

制御回路又は点弧回路（図示せず）を使用して、サイリスタを予め定められた周波数で点弧して、直列共振回路を単調に形成し、ＥＳＰにわたる電圧ＶＥＳＰを急激に増加させ（すなわち、放電電極の負電位を増加させ）、それに対応して蓄積キャパシタ２１にわたる電圧ＶＣを減少させる。これは、図３Ａ及び図３Ｃに示す波形に概略的に示されており、図３Ａは、経時的な、より具体的には振動周期の間の蓄積キャパシタ２１の電圧を示し、図３Ｃは、振動周期の間のＥＳＰ１０の電圧を示す。さらに、図３Ｂは、振動周期の間にパルス形成回路１２を通ってＥＳＰ１０に流れる電流を図示している。 A control circuit or firing circuit (not shown) is used to fire the thyristor at a predetermined frequency to monotonically form a series resonant circuit and cause the voltage V ESP across ESP to increase rapidly (i.e. , the negative potential of the discharge electrode), correspondingly decreasing the voltage V C across the storage capacitor 21 . This is illustrated schematically in the waveforms shown in FIGS. 3A and 3C, where FIG. 3A shows the voltage of storage capacitor 21 over time, more specifically during an oscillation period, and FIG. 2 shows the voltage of ESP 10 during an oscillation cycle. Additionally, FIG. 3B illustrates the current flowing through the pulse forming circuit 12 to the ESP 10 during an oscillation cycle.

図２に戻ると、パルス形成回路１２はまた、第１の直列インダクタンス２３とＥＳＰ１０の放電電極との間に直列に接続されている結合キャパシタ２７を有する。結合キャパシタ２７は、ＤＣベース電圧の上にパルス電圧を送り、加え、また、パルス供給６によってＤＣ供給５を短絡するリスクを軽減することを手助けする。 Returning to FIG. 2, pulse forming circuit 12 also includes a coupling capacitor 27 connected in series between first series inductance 23 and the discharge electrode of ESP10. Coupling capacitor 27 sends and adds a pulsed voltage on top of the DC base voltage and also helps reduce the risk of shorting DC supply 5 by pulsed supply 6 .

さらに、パルス形成回路１２は、高電圧スイッチング回路２４及び蓄積キャパシタ２１と並列に接続されているオプション的な補助回路３０を含む。言い換えると、補助回路３０は、１つの端子が高電圧スイッチング回路２４と第１の直列インダクタンス２３との間に接続され、他の端子が接地されている。補助回路３０は、２つの並列分岐３１、３４を有し、各分岐は、高電圧スイッチング回路２４と第１の直列インダクタンス２３との間のノードに接続されている１つの端子と、接地に接続されている他の端子とを有する。分岐のうちの１つは、保護分岐３１として示され、これは、高電圧スイッチング回路２４にわたる電圧ピークを制限するための、第１の直列抵抗３３及び直列ダイオード３２を含む。補助回路３０は、パルス間で結合キャパシタ２７の電荷を復元するために、第２の直列抵抗３６及び第２の直列インダクタンス３５を含むオプション的な復元分岐３４をさらに有する。好ましくは、第２の直列インダクタンスは、比較的高いインダクタンス値、例えば０.１Ｈから１０Ｈの範囲、例えば１Ｈを有する。 Additionally, the pulse forming circuit 12 includes an optional auxiliary circuit 30 connected in parallel with the high voltage switching circuit 24 and the storage capacitor 21 . In other words, the auxiliary circuit 30 has one terminal connected between the high voltage switching circuit 24 and the first series inductance 23 and the other terminal grounded. The auxiliary circuit 30 has two parallel branches 31, 34, each branch connected to one terminal connected to the node between the high voltage switching circuit 24 and the first series inductance 23 and ground. and other terminals that are One of the branches is shown as protection branch 31 and includes a first series resistor 33 and a series diode 32 for limiting voltage peaks across high voltage switching circuit 24 . The auxiliary circuit 30 further comprises an optional restore branch 34 including a second series resistor 36 and a second series inductance 35 for restoring the charge on the coupling capacitor 27 between pulses. Preferably, the second series inductance has a relatively high inductance value, eg in the range of 0.1H to 10H, eg 1H.

補助回路３０の他の例も可能であることに留意されたい。特に、補助回路は簡略化されてもよく、例えば、インダクタンスのみ又は抵抗器のみを含んでもよい復元分岐のみを含んでもよい。 Note that other examples of auxiliary circuit 30 are possible. In particular, the auxiliary circuit may be simplified, for example it may contain only a restoring branch which may contain only inductances or only resistors.

図４は、パルス形成回路１２’の代替実施形態を示す。コンポーネントは、図２の回路１２と実質的に同じであるが、いくつかの違いがある。 FIG. 4 shows an alternative embodiment of pulse forming circuit 12'. The components are substantially the same as circuit 12 of FIG. 2, with some differences.

ここで、整流器１１は、正の供給電圧を供給するように接続される。さらに、蓄積キャパシタ２１’及び高電圧スイッチング回路２４’は、スイッチング回路２４が整流器１１と並列に、すなわち整流された出力の間に接続されるように、位置が変化している。この解決策では、追加のインピーダンス２８、ここでは抵抗と直列のインダクタンスが、整流器出力と蓄積キャパシタ２１’との間に必要とされる。 Here, the rectifier 11 is connected to supply the positive supply voltage. Furthermore, the storage capacitor 21' and the high voltage switching circuit 24' have changed positions such that the switching circuit 24 is connected in parallel with the rectifier 11, i.e. between the rectified outputs. In this solution an additional impedance 28, here an inductance in series with the resistance, is required between the rectifier output and the storage capacitor 21'.

保護分岐３１及び復元分岐３４は、図２と同様に、すなわち、蓄積キャパシタ２１’及びスイッチ回路２４’と並列に接続されてもよい。 The protection branch 31 and the restoration branch 34 may be connected in the same manner as in FIG. 2, i.e. in parallel with the storage capacitor 21' and the switch circuit 24'.

本発明をその特定の例示的な実施形態を参照して説明してきたが、多くの異なる変更、修正等が当業者には明らかになるであろう。例えば、電力インバータ３、４、のそれぞれは、整流回路及びＤＣリンクキャパシタを有するこれら自体の別個の給電部を有してもよい。ＤＣ給電回路２２は、例えば、３相ＡＣの代わりに単相ＡＣによって供給されてもよい。開示された実施形態に対するこのような及び他の明白なバリエーションは、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求項中に記載されている発明を実施する際に当業者によって理解され、達成される。さらに、特許請求の範囲において、「備える」という語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
静電集塵器（１０）に電力供給するのに適したＤＣベース電圧に重畳された高電圧パルスを発生する電源システム（１）であって、
第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧を発生するように構成されているＡＣ供給回路（２）と、
前記ＡＣ供給回路（２）と前記静電集塵器（１０）との間に接続可能なＤＣ供給回路（５）と、前記ＤＣ供給回路は、前記第１のＡＣ供給電圧を前記ＤＣベース電圧に変形及び変換するための、第１のトランス（７）及び第１の整流回路（８）を備え、
前記ＡＣ供給回路（２）及び前記静電集塵器（１０）の間に接続可能なパルス供給回路（６）とを備え、
前記パルス供給回路は、
前記第２のＡＣ供給電圧を、前記高電圧パルスを発生するのに十分なＤＣパルス供給電圧に変形及び変換するための、第２のトランス（９）及び第２の整流回路（１１）と、
前記第２の整流回路（１１）と前記静電集塵器（１０）との間に接続可能なパルス形成回路（１２；１２’）とを備え、前記パルス形成回路は、追加の電圧変換なく前記高電圧パルスを発生するように構成され、
前記ＡＣ供給回路は、前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数が１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲であるように構成されている、電源システム（１）。
［Ｃ２］
前記パルス形成回路（１２；１２’）は、少なくとも１つのサイリスタ（２５）と、前記少なくとも１つのサイリスタと逆並列で接続されている少なくとも１つのダイオード（２６）とを備える、Ｃ１に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ３］
前記ＡＣ供給回路（２）は、
ＤＣ給電電圧を前記第１のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第１の電力インバータ（３）と、
前記ＤＣ給電電圧を前記第２のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第２の電力インバータ（４）とを備え、
前記第１の電力インバータ及び前記第２の電力インバータは、前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数を１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲で制御するように構成されている、Ｃ１又は２に記載の高電圧電源システム。
［Ｃ４］
前記第１の電力インバータ（３）は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴのような半導体電力スイッチを含むフルブリッジ又はハーフブリッジ単相インバータである、Ｃ３に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ５］
前記第２の電力インバータ（４）は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴのような半導体電力スイッチを含むフルブリッジ又はハーフブリッジ単相インバータである、Ｃ３又は４に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ６］
前記ＤＣベース電圧及び前記高電圧パルスは、前記電源システムの出力において並列に接続される、Ｃ１から５のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ７］
前記パルス形成回路（１２）は、
前記第２の整流回路（１１）の出力端子間に接続されている蓄積キャパシタ（２１）と、
前記電源システムの前記出力に直列に接続されている、第１の直列インダクタンス（２３）及び結合キャパシタ（２７）と、
前記蓄積キャパシタ（２１）と前記第１の直列インダクタンス（２３）との間に直列に接続されている高電圧スイッチング回路（２４）とを備える、Ｃ６に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ８］
前記パルス形成回路（１２’）は、
前記第２の整流回路（１１）の出力端子間に接続されている高電圧スイッチング回路（２４’）と、
前記電源システムの前記出力に直列に接続されている、第１の直列インダクタンス（２３）及び結合キャパシタ（２７）と、
前記高電圧スイッチング回路（２４’）と前記第１の直列インダクタンス（２３）との間に直列に接続されている蓄積キャパシタ（２１’）とを備える、Ｃ６に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ９］
前記高電圧スイッチング回路は、少なくとも１つのサイリスタ（２５）と、前記少なくとも１つのサイリスタと逆並列で接続されている少なくとも１つのダイオード（２６）とを備える、Ｃ７又は８に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１０］
前記パルス形成回路（１２；１２’）は、前記高電圧スイッチング回路（２４；２４’）及び前記蓄積キャパシタ（２１；２１’）と並列に接続されている保護分岐（３１）をさらに備え、前記保護分岐（３１）は、前記高電圧スイッチング回路（２４）にわたる電圧ピークを制限するための、第１の抵抗（３３）と直列ダイオード（３２）とを備える、Ｃ７から９のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１１］
前記パルス形成回路（１２；１２’）は、前記高電圧スイッチング回路（２４）及び前記蓄積キャパシタ（２１）と並列に接続されている復元分岐（３４）をさらに備え、前記復元分岐（３４）は、パルス間で前記結合キャパシタ（２７）の電荷を復元するための、第２の抵抗（３６）と第２の直列インダクタンス（３５）とを備える、Ｃ５から８のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１２］
第２の直列インダクタンス（３５）は、０.１Ｈから１０Ｈの範囲のインダクタンス値を有する、Ｃ９に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１３］
前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数は、２００Ｈｚから２０００Ｈｚの範囲である、Ｃ１から１２のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１４］
前記第１の電力インバータ（３）と前記ＤＣ供給回路（５）の前記第１のトランス（７）との間に接続されている第１の直列キャパシタ（４１）と、前記第２の電力インバータ（４）と前記パルス供給回路の前記第２のトランス（９）との間に接続されている第２の直列キャパシタ（４２）とをさらに備える、Ｃ１から１３のいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１５］
前記第１のＡＣ供給電圧の周波数は、前記第２のＡＣ供給電圧の周波数よりも高い、Ｃ１から１４のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。
［Ｃ１６］
静電集塵器（１０）に接続されている、Ｃ１から１５のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 Although the invention has been described with reference to specific exemplary embodiments thereof, many different alterations, modifications and the like will become apparent to those skilled in the art. For example, each of the power inverters 3, 4, may have their own separate feed with rectifier circuits and DC link capacitors. The DC feed circuit 22 may, for example, be supplied by single-phase AC instead of three-phase AC. These and other obvious variations to the disclosed embodiments can be understood by those skilled in the art in practicing the claimed invention from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims. achieved. Moreover, in the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite articles "a" or "an" do not exclude a plurality.
The invention described in the scope of claims at the time of filing of the present application will be additionally described below.
[C1]
A power supply system (1) for generating high voltage pulses superimposed on a DC base voltage suitable for powering an electrostatic precipitator (10), comprising:
an AC supply circuit (2) configured to generate a first AC supply voltage and a second AC supply voltage;
a DC supply circuit (5) connectable between said AC supply circuit (2) and said electrostatic precipitator (10), said DC supply circuit connecting said first AC supply voltage to said DC base voltage; a first transformer (7) and a first rectifier circuit (8) for transforming and converting to
a pulse supply circuit (6) connectable between the AC supply circuit (2) and the electrostatic precipitator (10);
The pulse supply circuit is
a second transformer (9) and a second rectifier circuit (11) for transforming and converting said second AC supply voltage into a DC pulsed supply voltage sufficient to generate said high voltage pulses;
a pulse forming circuit (12; 12') connectable between said second rectifier circuit (11) and said electrostatic precipitator (10), said pulse forming circuit without additional voltage conversion configured to generate the high voltage pulse;
A power supply system (1), wherein the AC supply circuit is configured such that the frequency of each of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage is in the range of 100 Hz to 5000 Hz.
[C2]
The high voltage converter according to C1, wherein said pulse forming circuit (12; 12') comprises at least one thyristor (25) and at least one diode (26) connected in anti-parallel with said at least one thyristor. Voltage power system (1).
[C3]
The AC supply circuit (2) is
a first power inverter (3) configured to convert a DC supply voltage to said first AC supply voltage;
a second power inverter (4) configured to convert said DC supply voltage to said second AC supply voltage;
wherein the first power inverter and the second power inverter are configured to control respective frequencies of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage in the range of 100 Hz to 5000 Hz; The high voltage power supply system according to C1 or 2.
[C4]
A high voltage power supply system (1) according to C3, wherein said first power inverter (3) is a full-bridge or half-bridge single-phase inverter comprising semiconductor power switches such as IGBTs or MOSFETs.
[C5]
A high voltage power supply system (1) according to C3 or 4, wherein said second power inverter (4) is a full-bridge or half-bridge single-phase inverter comprising semiconductor power switches such as IGBTs or MOSFETs.
[C6]
6. A high voltage power supply system (1) according to any one of C1 to 5, wherein the DC base voltage and the high voltage pulse are connected in parallel at the output of the power supply system.
[C7]
The pulse forming circuit (12) comprises:
a storage capacitor (21) connected between the output terminals of the second rectifier circuit (11);
a first series inductance (23) and a coupling capacitor (27) connected in series with the output of the power supply system;
A high voltage power supply system (1) according to C6, comprising a high voltage switching circuit (24) connected in series between said storage capacitor (21) and said first series inductance (23).
[C8]
The pulse forming circuit (12') comprises:
a high voltage switching circuit (24') connected between the output terminals of the second rectifier circuit (11);
a first series inductance (23) and a coupling capacitor (27) connected in series with the output of the power supply system;
A high voltage power supply system (1) according to C6, comprising a storage capacitor (21') connected in series between said high voltage switching circuit (24') and said first series inductance (23). .
[C9]
9. The high voltage power supply system of C7 or 8, wherein the high voltage switching circuit comprises at least one thyristor (25) and at least one diode (26) connected in anti-parallel with the at least one thyristor. (1).
[C10]
Said pulse forming circuit (12; 12') further comprises a protection branch (31) connected in parallel with said high voltage switching circuit (24; 24') and said storage capacitor (21; 21'), said any one of C7 to 9, wherein the protection branch (31) comprises a first resistor (33) and a series diode (32) for limiting voltage peaks across said high voltage switching circuit (24) A high voltage power supply system (1) according to any one of the preceding claims.
[C11]
Said pulse forming circuit (12; 12') further comprises a restore branch (34) connected in parallel with said high voltage switching circuit (24) and said storage capacitor (21), said restore branch (34) , comprising a second resistor (36) and a second series inductance (35) for restoring the charge of said coupling capacitor (27) between pulses. high voltage power supply system (1).
[C12]
The high voltage power supply system (1) according to C9, wherein the second series inductance (35) has an inductance value in the range of 0.1H to 10H.
[C13]
13. The high voltage power supply system (1) according to any one of C1 to 12, wherein the frequency of each of said first AC supply voltage and said second AC supply voltage is in the range of 200Hz to 2000Hz.
[C14]
a first series capacitor (41) connected between said first power inverter (3) and said first transformer (7) of said DC supply circuit (5); and said second power inverter. (4) and a second series capacitor (42) connected between (4) and said second transformer (9) of said pulse supply circuit. Voltage power system (1).
[C15]
15. A high voltage power supply system (1) according to any one of C1 to 14, wherein the frequency of said first AC supply voltage is higher than the frequency of said second AC supply voltage.
[C16]
16. A high voltage power supply system (1) according to any one of C1 to 15, connected to an electrostatic precipitator (10).

Claims (16)

静電集塵器（１０）に電力供給するのに適したＤＣベース電圧に重畳された高電圧パルスを発生する高電圧電源システム（１）であって、
第１のＡＣ供給電圧及び第２のＡＣ供給電圧を発生するように構成されているＡＣ供給回路（２）と、
前記ＡＣ供給回路（２）と前記静電集塵器（１０）との間に接続可能なＤＣ供給回路（５）と、前記ＤＣ供給回路は、前記第１のＡＣ供給電圧を前記ＤＣベース電圧に変形及び変換するための、第１のトランス（７）及び第１の整流回路（８）を備え、
前記ＡＣ供給回路（２）及び前記静電集塵器（１０）の間に接続可能なパルス供給回路（６）とを備え、
前記パルス供給回路は、
前記第２のＡＣ供給電圧を、前記高電圧パルスを発生するのに十分な、４０ｋＶから１２０ｋＶの範囲のＤＣパルス供給電圧に変形及び変換するための、第２のトランス（９）及び第２の整流回路（１１）と、
前記第２の整流回路（１１）と前記静電集塵器（１０）との間に接続可能なパルス形成回路（１２；１２’）とを備え、前記パルス形成回路は、追加の電圧変換なく前記高電圧パルスを発生するように構成され、前記パルス形成回路は、ダイオードのチェーンとサイリスタのチェーンとの逆並列結合を備える高電圧スイッチング回路を含み、
前記ＡＣ供給回路は、前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数が１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲であるように構成されている、高電圧電源システム（１）。 A high voltage power supply system (1) for generating high voltage pulses superimposed on a DC base voltage suitable for powering an electrostatic precipitator (10), comprising:
an AC supply circuit (2) configured to generate a first AC supply voltage and a second AC supply voltage;
a DC supply circuit (5) connectable between said AC supply circuit (2) and said electrostatic precipitator (10), said DC supply circuit connecting said first AC supply voltage to said DC base voltage; a first transformer (7) and a first rectifier circuit (8) for transforming and converting to
a pulse supply circuit (6) connectable between the AC supply circuit (2) and the electrostatic precipitator (10);
The pulse supply circuit is
a second transformer (9) and a second transformer (9) for transforming and transforming said second AC supply voltage into a DC pulse supply voltage in the range of 40 kV to 120 kV sufficient to generate said high voltage pulses; a rectifier circuit (11);
a pulse forming circuit (12; 12') connectable between said second rectifier circuit (11) and said electrostatic precipitator (10), said pulse forming circuit without additional voltage conversion configured to generate said high voltage pulse, said pulse forming circuit comprising a high voltage switching circuit comprising an anti-parallel combination of a chain of diodes and a chain of thyristors;
A high voltage power supply system (1), wherein the AC supply circuit is configured such that the frequency of each of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage is in the range of 100 Hz to 5000 Hz. 前記パルス形成回路（１２；１２’）は、少なくとも１つのサイリスタ（２５）と、前記少なくとも１つのサイリスタと逆並列で接続されている少なくとも１つのダイオード（２６）とを備える、請求項１に記載の高電圧電源システム（１）。 2. The pulse forming circuit (12; 12') of claim 1, wherein the pulse forming circuit (12; 12') comprises at least one thyristor (25) and at least one diode (26) connected antiparallel to the at least one thyristor. high voltage power supply system (1). 前記ＡＣ供給回路（２）は、
ＤＣ給電電圧を前記第１のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第１の電力インバータ（３）と、
前記ＤＣ給電電圧を前記第２のＡＣ供給電圧に変換するように構成されている第２の電力インバータ（４）とを備え、
前記第１の電力インバータ及び前記第２の電力インバータは、前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数を１００Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲で制御するように構成されている、請求項１又は２に記載の高電圧電源システム（１）。 The AC supply circuit (2) is
a first power inverter (3) configured to convert a DC supply voltage to said first AC supply voltage;
a second power inverter (4) configured to convert said DC supply voltage to said second AC supply voltage;
wherein the first power inverter and the second power inverter are configured to control respective frequencies of the first AC supply voltage and the second AC supply voltage in the range of 100 Hz to 5000 Hz; High voltage power supply system (1) according to claim 1 or 2. 前記第１の電力インバータ（３）は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴのような半導体電力スイッチを含むフルブリッジ又はハーフブリッジ単相インバータである、請求項３に記載の高電圧電源システム（１）。 High voltage power supply system (1) according to claim 3, wherein said first power inverter (3) is a full-bridge or half-bridge single-phase inverter comprising semiconductor power switches such as IGBTs or MOSFETs. 前記第２の電力インバータ（４）は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴのような半導体電力スイッチを含むフルブリッジ又はハーフブリッジ単相インバータである、請求項３又は４に記載の高電圧電源システム（１）。 A high voltage power supply system (1) according to claim 3 or 4, wherein said second power inverter (4) is a full-bridge or half-bridge single-phase inverter comprising semiconductor power switches such as IGBTs or MOSFETs. 前記ＤＣベース電圧及び前記高電圧パルスは、前記高電圧電源システムの出力において並列に接続される、請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 A high voltage power supply system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the DC base voltage and the high voltage pulses are connected in parallel at the output of the high voltage power supply system. 前記パルス形成回路（１２）は、
前記第２の整流回路（１１）の出力端子間に接続されている蓄積キャパシタ（２１）と、
前記高電圧電源システムの前記出力に直列に接続されている、第１の直列インダクタンス（２３）及び結合キャパシタ（２７）と、
前記蓄積キャパシタ（２１）と前記第１の直列インダクタンス（２３）との間に直列に接続されている高電圧スイッチング回路（２４）とを備える、請求項６に記載の高電圧電源システム（１）。 The pulse forming circuit (12) comprises:
a storage capacitor (21) connected between the output terminals of the second rectifier circuit (11);
a first series inductance (23) and a coupling capacitor (27) connected in series with the output of the high voltage power supply system;
A high voltage power supply system (1) according to claim 6, comprising a high voltage switching circuit (24) connected in series between said storage capacitor (21) and said first series inductance (23). . 前記パルス形成回路（１２’）は、
前記第２の整流回路（１１）の出力端子間に接続されている高電圧スイッチング回路（２４’）と、
前記高電圧電源システムの前記出力に直列に接続されている、第１の直列インダクタンス（２３）及び結合キャパシタ（２７）と、
前記高電圧スイッチング回路（２４’）と前記第１の直列インダクタンス（２３）との間に直列に接続されている蓄積キャパシタ（２１’）とを備える、請求項６に記載の高電圧電源システム（１）。 The pulse forming circuit (12') comprises:
a high voltage switching circuit (24') connected between the output terminals of the second rectifier circuit (11);
a first series inductance (23) and a coupling capacitor (27) connected in series with the output of the high voltage power supply system;
7. A high voltage power supply system according to claim 6, comprising a storage capacitor (21') connected in series between said high voltage switching circuit (24') and said first series inductance (23). 1). 前記高電圧スイッチング回路は、少なくとも１つのサイリスタ（２５）と、前記少なくとも１つのサイリスタと逆並列で接続されている少なくとも１つのダイオード（２６）とを備える、請求項７又は８に記載の高電圧電源システム（１）。 High voltage according to claim 7 or 8, wherein the high voltage switching circuit comprises at least one thyristor (25) and at least one diode (26) connected anti-parallel to the at least one thyristor. Power system (1). 前記パルス形成回路（１２；１２’）は、前記高電圧スイッチング回路（２４；２４’）及び前記蓄積キャパシタ（２１；２１’）と並列に接続されている保護分岐（３１）をさらに備え、前記保護分岐（３１）は、前記高電圧スイッチング回路（２４）にわたる電圧ピークを制限するための、第１の抵抗（３３）と直列ダイオード（３２）とを備える、請求項７から９のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 Said pulse forming circuit (12; 12') further comprises a protection branch (31) connected in parallel with said high voltage switching circuit (24; 24') and said storage capacitor (21; 21'), said 10. Any of claims 7 to 9, wherein the protection branch (31) comprises a first resistor (33) and a series diode (32) for limiting voltage peaks across the high voltage switching circuit (24). or 1. A high voltage power supply system (1) according to claim 1. 前記パルス形成回路（１２；１２’）は、前記高電圧スイッチング回路（２４）及び前記蓄積キャパシタ（２１；２１’）と並列に接続されている復元分岐（３４）をさらに備え、前記復元分岐（３４）は、パルス間で前記結合キャパシタ（２７）の電荷を復元するための、第２の抵抗（３６）と第２の直列インダクタンス（３５）とを備える、請求項７から８のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 Said pulse forming circuit (12; 12') further comprises a restore branch (34) connected in parallel with said high voltage switching circuit (24) and said storage capacitor (21; 21'), said restore branch ( 9. Any of claims 7 to 8, wherein 34) comprises a second resistor (36) and a second series inductance (35) for restoring the charge of said coupling capacitor (27) between pulses. or 1. A high voltage power supply system (1) according to claim 1. 前記第２の直列インダクタンス（３５）は、０.１Ｈから１０Ｈの範囲のインダクタンス値を有する、請求項１１に記載の高電圧電源システム（１）。 High voltage power supply system (1) according to claim 11, wherein said second series inductance (35) has an inductance value in the range of 0.1H to 10H. 前記第１のＡＣ供給電圧及び前記第２のＡＣ供給電圧のそれぞれの周波数は、２００Ｈｚから２０００Ｈｚの範囲である、請求項１から１２のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 13. The high voltage power supply system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the frequency of each of said first AC supply voltage and said second AC supply voltage is in the range of 200 Hz to 2000 Hz. ). 前記第１の電力インバータ（３）と前記ＤＣ供給回路（５）の前記第１のトランス（７）との間に接続されている第１の直列キャパシタ（４１）と、前記第２の電力インバータ（４）と前記パルス供給回路の前記第２のトランス（９）との間に接続されている第２の直列キャパシタ（４２）とをさらに備える、請求項３から５のいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 a first series capacitor (41) connected between said first power inverter (3) and said first transformer (7) of said DC supply circuit (5); and said second power inverter. 6. Any one of claims 3 to 5, further comprising a second series capacitor (42) connected between (4) and said second transformer ( 9 ) of said pulse supply circuit. high voltage power supply system (1). 前記第１のＡＣ供給電圧の周波数は、前記第２のＡＣ供給電圧の周波数よりも高い、請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 High voltage power supply system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the frequency of said first AC supply voltage is higher than the frequency of said second AC supply voltage. 前記静電集塵器（１０）に接続されている、請求項１から１５のうちのいずれか１項に記載の高電圧電源システム（１）。 16. A high voltage power supply system (1) according to any one of the preceding claims, connected to the electrostatic precipitator (10).
JP2020540847A 2017-10-09 2018-10-09 High voltage power system Active JP7286660B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17195478 2017-10-09
EP17195478.7 2017-10-09
PCT/EP2018/077380 WO2019072786A1 (en) 2017-10-09 2018-10-09 High-voltage power supply system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020536737A JP2020536737A (en) 2020-12-17
JP7286660B2 true JP7286660B2 (en) 2023-06-05

Family

ID=60043098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020540847A Active JP7286660B2 (en) 2017-10-09 2018-10-09 High voltage power system

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11192119B2 (en)
EP (1) EP3612310B1 (en)
JP (1) JP7286660B2 (en)
KR (1) KR102579842B1 (en)
CN (1) CN111565853B (en)
CA (1) CA3078269A1 (en)
PL (1) PL3612310T3 (en)
RS (1) RS61186B1 (en)
RU (1) RU2770756C2 (en)
WO (1) WO2019072786A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11793353B2 (en) 2017-03-03 2023-10-24 SoMi LLC Heating container
CN114062819B (en) * 2021-11-16 2024-05-10 许继集团有限公司 Test system suitable for power module of in-phase power supply device and control method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003069406A (en) 2001-08-27 2003-03-07 Origin Electric Co Ltd High voltage semiconductor switch device and high voltage generating apparatus
JP2008011697A (en) 2006-06-23 2008-01-17 Alstom Technology Ltd Power supply for electrostatic precipitator
WO2013056406A1 (en) 2011-10-18 2013-04-25 艾尼科环保技术(安徽)有限公司 High voltage medium frequency power source used by electrostatic dust collector and method for powering same
US20140168848A1 (en) 2012-12-14 2014-06-19 Redkoh Industries, Inc. Systems and methods of power conversion for electrostatic precipitators

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4052177A (en) 1975-03-03 1977-10-04 Nea-Lindberg A/S Electrostatic precipitator arrangements
JPS5861843A (en) * 1981-09-12 1983-04-13 Senichi Masuda High voltage generator for ultrashort pulse
DE3246057A1 (en) * 1982-12-13 1984-06-14 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt DEVICE FOR SUPPLYING AN ELECTRIC FILTER
JP2561453B2 (en) * 1983-02-07 1996-12-11 住友重機械工業株式会社 Pulse power supply for electric dust collector
JPS59145060A (en) * 1983-02-07 1984-08-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Pulse power source for electric dust collector
US4600411A (en) * 1984-04-06 1986-07-15 Lucidyne, Inc. Pulsed power supply for an electrostatic precipitator
GB8431293D0 (en) * 1984-12-12 1985-01-23 Smidth & Co As F L Controlling pulse frequency of electrostatic precipitator
DE3511622A1 (en) * 1985-03-29 1986-10-09 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt METHOD AND DEVICE FOR SUPPLYING AN ELECTRIC SEPARATOR WITH HIGH VOLTAGE PULSES
EP0208822B1 (en) * 1985-07-15 1989-10-04 Kraftelektronik AB An electrostatic dust precipitator
JPH07232102A (en) * 1993-12-28 1995-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrostatic precipitator
JPH0852380A (en) * 1994-08-11 1996-02-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrostatic precipitator
JP2828958B2 (en) * 1996-02-29 1998-11-25 住友重機械工業株式会社 Circuit for pulse-charged electric precipitator and electric precipitator
DE69817229D1 (en) * 1998-09-18 2003-09-18 F L Smidth Airtech As METHOD FOR OPERATING AN ELECTROSTATIC SEPARATOR
RU2207191C2 (en) * 2001-04-24 2003-06-27 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Way to supply power to electric filter and facility for its realization
DE10145993A1 (en) 2001-09-18 2003-04-24 Siemens Ag High voltage pulse generator for an electrostatic filter
ES2368913T3 (en) * 2004-10-26 2011-11-23 Flsmidth A/S IMPULSE GENERATOR SYSTEM FOR ELECTROSTATIC PRECIPITATOR.
RU68819U1 (en) * 2007-07-09 2007-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт имени В.И. Ленина" ELECTRIC FILTER POWER DEVICE
CN102755931A (en) 2011-12-21 2012-10-31 厦门锐传科技有限公司 Variable-frequency medium-frequency power supply for electrostatic dust collection
CN104205263A (en) * 2012-01-23 2014-12-10 犹他州立大学 Dual side control for inductive power transfer
CN102847610B (en) * 2012-08-23 2013-05-01 襄阳九鼎昊天环保设备有限公司 DC composite pulse high voltage power supply for electrostatic precipitator
CN102820782A (en) * 2012-09-18 2012-12-12 中国兵器工业第二0二研究所 Direct-current booster converter with power switch element protection circuit
CN103028494B (en) * 2012-12-19 2016-09-21 浙江连成环保科技有限公司 A kind of electrostatic precipitation pulse power source control system
CN203018208U (en) * 2012-12-20 2013-06-26 浙江连成环保科技有限公司 Electrostatic dust-removal pulse power source control system
CN103350031A (en) * 2013-06-09 2013-10-16 浙江菲达环保科技股份有限公司 Pulse power supply used in electric precipitation
CN105080722B (en) * 2015-07-22 2017-06-06 西安交通大学 Can jamproof electrostatic precipitation direct current pulse power source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003069406A (en) 2001-08-27 2003-03-07 Origin Electric Co Ltd High voltage semiconductor switch device and high voltage generating apparatus
JP2008011697A (en) 2006-06-23 2008-01-17 Alstom Technology Ltd Power supply for electrostatic precipitator
WO2013056406A1 (en) 2011-10-18 2013-04-25 艾尼科环保技术(安徽)有限公司 High voltage medium frequency power source used by electrostatic dust collector and method for powering same
US20140168848A1 (en) 2012-12-14 2014-06-19 Redkoh Industries, Inc. Systems and methods of power conversion for electrostatic precipitators

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200058547A (en) 2020-05-27
RU2020115092A3 (en) 2021-12-28
JP2020536737A (en) 2020-12-17
EP3612310A1 (en) 2020-02-26
EP3612310B1 (en) 2020-09-30
RU2020115092A (en) 2021-11-12
WO2019072786A1 (en) 2019-04-18
RU2770756C2 (en) 2022-04-21
US11192119B2 (en) 2021-12-07
CN111565853B (en) 2022-09-27
CN111565853A (en) 2020-08-21
CA3078269A1 (en) 2019-04-18
KR102579842B1 (en) 2023-09-18
US20200316612A1 (en) 2020-10-08
PL3612310T3 (en) 2021-06-28
RS61186B1 (en) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102847610B (en) DC composite pulse high voltage power supply for electrostatic precipitator
EP0208822B1 (en) An electrostatic dust precipitator
CN105080722B (en) Can jamproof electrostatic precipitation direct current pulse power source
JPS621464A (en) Power supply device for electric precipitator
CN104393766B (en) Overlapped type power supply control system for dust collection
WO1996008073A1 (en) Power supply having improved power factor
JP7286660B2 (en) High voltage power system
CN103350031A (en) Pulse power supply used in electric precipitation
US8331118B2 (en) Generator and method for generating a direct current high voltage, and dust collector using such generator
EP2268407B1 (en) High voltage power supply for electrostatic precipitator
US20240008162A1 (en) Drive circuit for a dielectric barrier discharge device and method of controlling the discharge in a dielectric barrier discharge
Grass et al. High voltage power supply and control technologies for electrostatic precipitators in biomass applications
KR101675018B1 (en) Power Supply for Micro-pulse type Electrostatic Precipitator
JPS621465A (en) Method of operating electric precipitator
KR20180095163A (en) Micro-Pulse type Power Supply and Electrostatic Precipitator
CN219351554U (en) Variable-frequency constant-current source and electrostatic dust collector
Despotović et al. Contemporary Approach to Power of Electrostatic Precipitators
CN215300526U (en) High-voltage pulse power supply for electrostatic dust collector
Ivanov et al. Improving the Idea of Development of the Single-Phase AC Rectifier with the High Power Factor
Vukosavić et al. Multi resonant topology of ESP power: simulations and experimental results
KR20140087514A (en) Micro Pulse System and method for controlling the same
Kowshik et al. High voltage power supply to electrostatic precipitator with transformer of helical winding structure
JPS59148565A (en) Power source device
JPH0117418B2 (en)
KR20180057765A (en) A high voltage pulse generation circuit using power switch and electrostatic precipitator including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220719

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230221

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20230221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230524

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7286660

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150